Kinematik und Dynamik

ITSB2AKPH LBKinematikBewegungen und Kräfte1 LernzielDie Studierenden können die grundlegenden Gesetze der Kinematik und Dynamik praktischnachvollziehen.2 VorbereitungGeschwindigkeit ist die erste Ableitung des Weges nach der Zeit.Für Bewegungen mit gleichbleibender Geschwindigkeit gilt:zurückgelegter Weg s = Geschwindigkeit v mal vergangene Zeit tfür die gleichförmige Bewegung gilt: s = v.tAufgaben zum Verständnis:1. Die Schallgeschwindigkeit beträgt in Luft 340m/s, in Wasser 1400m/s. Ein Knall von einemSchiff wird unter Wasser um 15,55 Sekunden früher empfangen als über Wasser. Wie weit istdas Schiff entfernt?2. Eine 5,4 km lange Rennstrecke wird vom Sieger in 4Minuten 45 Sekunden gefahren. DerZweitplatzierte braucht um 3 Zehntelsekunden länger. Im Fernsehen werden sie übereinanderkopiert. Wie weit ist der Zweite vom Ziel weg, wenn der Erste durchfährt?3. Ein Donaudampfer braucht für die 35km von Melk nach Krems eine Stunde und 23Minuten,zurück 3 Stunden 14 Minuten. Bestimmen Sie die Fließgeschwindigkeit der Donau und dieEigengeschwindigkeit des Schiffes!4. Max wohnt in Salzburg, Moritz 20km entfernt in Oberndorf. Beide radeln gerne. Wenn siegleichzeitig starten und aufeinander zufahren, treffen sie sich nach 31 Minuten und 35Sekunden. Fahren sie aber beide salzachabwärts, dann braucht Max 5 Stunden, um Moritzeinzuholen. Bestimme ihre Geschwindigkeiten rechnerisch und grafisch.Beschleunigung ist die zweite Ableitung des Weges nach der Zeit.Für Bewegungen mit gleichbleibender Beschleunigung gilt:erreichte Geschwindigkeit v = Beschleunigung a mal vergangene Zeit t v = a.tzurückgelegter Weg s = halbe Beschleunigung mal Zeit zum Quadrat s = a/2.t 2Im freien Fall beträgt die Beschleunigung a= g = 9,81m/s 2Aufgaben zum Verständnis:1. Ein gleichmäßig beschleunigter Körper legt nach dem Start in 7 Sekunden 147m zurück.Bestimme Beschleunigung und Endgeschwindigkeit2. Wie lang braucht ein Körper, um 144m zu fallen? Wie hoch ist dieAufschlaggeschwindigkeit?3 Literatur: Vorlesungsfolien,Bermoser/Haiml FH-Salzburg 1/4Bewegungen und Kraefte v2a.doc

ITSB2AKPH LBKinematikReibungDie Reibungskraft F R ist das Produkt aus der Reibungszahl µ und der Normalkraft F N .Die Normalkraft F N ist jene Kraft, welche die reibenden Flächen zusammendrückt, also auf sienormal steht.F R = µ.F NExperimente:Legen Sie den Reibungsklotz mit der Sandpapierseite auf die horizontale Fahrbahn, ziehen Sie ihnmit der Federwaage mehrmals horizontal weg und bestimmen Sie Reibungskraft und Reibungszahl.Belasten Sie ihn mit 50g bzw. 100g und zeigen Sie das Reibungsgesetz!Stellen Sie die Fahrbahn schräg und suchen Sie den Winkel, bei dem der Klotz zu rutschen beginnt!Bestimmen Sie die Größen: Länge, Höhe, Basis, Winkel.Skizzieren Sie die Versuchsanordnung mit den Kraftpfeilen für mg, FH, FN, FR und berechnen Sieihre Werte!Welcher Zusammenhang gilt zwischen der Reibungszahl und den Maßen der schiefen Ebene?Stellen Sie die Fahrbahn um 5cm höher, lassen Sie den Klotz abrutschen und messen sie die Zeit füreine geeignete Strecke! Vergleichen Sie gemessenen und berechneten Wert!Ausarbeitung:Fertigen Sie eine Mitschrift, ein sog. Protokoll an, aufgrund dessen ein unbeteiligter Kollege IhreVersuche und Messungen verstehen und identisch nachvollziehen kann.Bermoser/Haiml FH-Salzburg 4/4Bewegungen und Kraefte v2a.doc